基于药物分子pH依赖性吸收与荧光转变的分子逻辑门设计

本研究探索了磺胺甲恶唑(SMX)和甲氧苄啶(TMP)在pH 1-14范围内的吸收与荧光特性。研究人员通过分析分子在不同pH下的物种分布，揭示了其光学性质的显著变化，并创新性地利用这些变化构建了改进型抑制门(I-INHIBIT)和蕴含门(IMPLICATION)两种分子逻辑门，为智能分子器件的开发提供了新思路。

　　

这项突破性研究揭示了抗生素药物磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole, SMX)和甲氧苄啶(Trimethoprim, TMP)在酸碱环境中的神奇光学"变脸"特性。当pH值在1-14范围内变化时，这两种分子会像变形金刚一样切换不同形态，导致其紫外吸收和荧光发射行为发生戏剧性改变。

科研团队通过精密光谱分析发现，SMX和TMP的吸收光谱和荧光强度会随着pH值升降而"跳舞"，这种动态变化直接反映了分子质子化状态的改变。更令人兴奋的是，研究者们巧妙地将这些光学信号转化为二进制代码，成功构建出两种分子尺度的逻辑运算器：性能优化的I-INHIBIT门和IMPLICATION门。这些肉眼不可见的分子计算机组件，既可以通过吸收光谱的变化来操控，也能通过荧光发射的明暗来解码。

该研究为开发环境响应型智能分子器件提供了全新范式，未来或可应用于生物传感、药物控释等前沿领域，让药物分子不仅能治病，还能"思考"。